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1、三、科學研究基金項目申報書示例,2012年度國家自然科學基金重點項目答辯Blazar 天體的光變觀測和理論研究,申 請 人：張 雄依托單位：云南師范大學,,,一、立項依據,二、研究內容、研究目標以及擬解決的關鍵問題,三、本項目的特色與創(chuàng)新之處和擬采取的研究方案及可行性分析,四、研究基礎與條件,報 告 內 容,一、立項依據,1.研究意義,RBLR=cΔt,2.國內外研究現狀及分析—國外研究,,CGRO,Fermi,Whip

2、ple,HESS,國際上的光變觀測研究始于上世紀60年代；上世紀90年代，康普頓伽瑪射線空間天文臺（CGRO）發(fā)現河外MeV/GeV伽瑪射線源都是Blazar天體，掀起了光變研究的熱潮；地面的切倫科夫望遠鏡（如Whipple）發(fā)現河外TeV伽瑪射線源也都是Blazar天體；費米伽瑪射線空間望遠鏡自2008年6月上天以來探測862個Blazar天體，掀起了光變研究的又一輪熱潮。Valtonen, M.J., et al. 2008

3、, Nature, 費米伽瑪射線衛(wèi)星的觀測(Atwood et al. 2009)，,2. 國內研究,我們也利用國內的中小型望遠鏡長期的觀測，系統(tǒng)地研究了Blazar天體中的各種時標光變特性，獲取大量的觀測資料和一些重要觀測新發(fā)現。從理論上探討具有光變特征的Blazar天體長周期光變。 獲得一些原創(chuàng)性成果。獲云南省人民政府的云南省科學技術獎（自然科學類）一、二等獎（2001年，2005年，2010年）由此表明我們的研究一直處于國內外該

4、領域的前沿。,國內學者在Blazar天體光變光測和理論研究方面做出了貢獻。（國家天文臺，北京大學，廣州大學，北師大等）,2. 國外同行評價,國外同行評價：美國著名天文學家Trimble在2000年的年度進展的特邀評論文章（Trimble,et al.,2000, PASP,112,534）中評述說：“活動星系核變化的快嗎？這個問題就像問教皇Pope是否是天主教徒一樣。然而關于這一點的真實情況是，至今我們還沒有第一手情況，恰好在今年的第一

5、篇論文和最后一篇論文，他們都采集到了最快變化。在 408MHz，Riley等（1998）找到了年量級的變化，而在光學波段，謝等人發(fā)現了許多的Gamma-Ray blazar 都有小時量級的快速變化（Xie G.Z,Zhang,X.,et al., 1999）”；在 2002 年的年度進展的特邀評論文章（Trimble, 2002, PASP, 114, 475）中又一次引用并評價說：“所有 AGN 的中心都有黑洞嗎？是的，如果你所指的那

6、一部分 AGN 恰恰是γ射線輻射源，而這些γ 射線源的亮度變化又是以小時量級的時標變化的話，回答是肯定的（Xie，G.Z,Zhang,X.,et al., 2001）。更值得指出的是，這跟已應用 X-ray 再現源 Sgr A* 和黑洞 X 射線雙星（BHXRBs）的極端致密天體的物理思想是一致的”。,國外同行評價：國際知名天文學家，德國海德堡天文臺臺長 Wagner S. J. 在他題為“類星體和 Blazars 天體一天內的變化”

7、的《天文和天體物理年評》中也特別成段地介紹了我們的工作（Wagner S. J., Witzel A., 1995, ARA&A, 33, 163）。,二、研究內容、研究目標以及擬解決的關鍵問題,1) 光變觀測分析與黑洞性質研究,2）光變與噴流、吸積研究,（2）研究目標,（2）研究目標,通過Blazar天體的多色測光觀測，結合多波段的觀測資料，估算輻射區(qū)的物理參量，探討噴流的耗散過程；監(jiān)測GeV Blazar天體的光變性質，結合

8、費米衛(wèi)星的高能觀測資料，探討高能輻射機制。,通過對Blazar天體的短時標和長時標光變的分析，探討B(tài)lazar天體的黑洞吸積。結合噴流的研究，探討B(tài)lazar天體的吸積與噴流的關系。,對具有光變特征的Blazar天體其周期光變與吸積盤理論進行探討。理論上探討具有光變特征Blazar天體的周期光變在大樣本中是否具有普遍現象？在觀測上驗證周期光變是否真實？,利用麗江2.4米、興隆2.16米望遠鏡的卡焦光譜儀，觀測和研究Blazar天體樣品中

9、雙黑洞候選體，用信噪比足夠高的光譜儀探測Blazar天體的弱而窄的發(fā)射線，尋找在連續(xù)譜處于低態(tài)時的強而寬的發(fā)射線。,Blazar天體作為AGN的一個子類在其演化過程所處的位置,（3）擬解決的關鍵問題,1.項目的特色,2.項目的創(chuàng)新之處,3.擬采取的研究方案,三、本項目的特色與創(chuàng)新之處和擬采取的研究方案及可行性分析,4.可行性分析,（1）項目的特色,（2）項目的創(chuàng)新之處,對Blazar天體的結構、演化、黑洞的質量、能源輻射機制等重大難題,

10、（2）項目的創(chuàng)新之處,研究高能輻射區(qū)的物理性質,（3）擬采取的研究方案,（4）可行性分析,四、研究基礎與條件,1. 與本項目相關研究工作條件與積累,（1）項目組10多年前開始利用國內望遠鏡進行光變研究，通過長期的觀測，獲得了大量的觀測資料，并逐步開發(fā)了光變分析的工具，研究了Blazar天體中的各種時標光變特性，得到了一些觀測新發(fā)現；同時開展了理論研究，根據輻射模型編寫了Blazar天體多波段能譜的計算機程序，獲得一些原創(chuàng)性成果，近幾年來

11、，發(fā)表30多篇SCI論文，引起了國際同行的廣泛重視，論文被他人SCI論文引用 250余篇次，有的論文單篇被獨立引用達 30多篇次，這些為本項目的實施打下了基礎。,（2）我們與云南天文臺合作共建了云南省級重點學科“天體物理學科”，我們的天文學一級學科碩士點是西部高校中唯一的碩士點。我們建立了國內高校中具有西部區(qū)域優(yōu)勢的人才培養(yǎng)基地。 為實施本項目的人才培養(yǎng)提供了條件。,本項目主要依靠的云南天文臺麗江2.4米、60cm望遠鏡、鳳凰山1米望遠

12、鏡完成，這些望遠鏡都是開放設備且性能良好，地處云南，觀測便利。本項目還將利用北京的2.16米望遠鏡和上海的1.56米望遠鏡進行觀測，該望遠鏡是開放設備，運行良好。2.4米、2.16米望遠鏡都配有卡焦光譜儀，性能良好、觀測數據質量很高。為本項目的實施提供了便利,上海天文臺1.56米望遠鏡,云南天文臺1.05米望遠鏡,麗江2.4米望遠鏡,研究隊伍,正高級3人：張雄、馬力、劉碧芳副高級2人：鄭永剛、王黎智中級3人：張皓晶、溫元斌、喬二

13、林博士研究生4人：黃邦蓉、毛李勝……碩士研究生8人：熊定榮、郭飛……,申請人張雄中國科學院云南天文臺博士,1997年任云南師大教授，博士生導師，2000年中國科學院北京天文臺博士后?，F任云南省物理學會副理事長，云南省物理教育學會理事長。以第一作者在AJ、ApJ、A&A等刊物發(fā)表38篇SCI論文，被國內外同行學者的SCI檢索的論文引用252多次。有國外研究工作經歷.本項目總體負責,申請人張雄的代表作：,Zhang, X.,

14、 Zheng, Y. G., Hu, S. M.: CCD photometry and optical variability of the BL Lacertae object H0323+022: THE ASTROPHSICAL SUPPLEMENT SERIES, 2008, 174, 111 Zhang, X., Zheng, Y. G., Zhang, H. J., Liu, Y., Wen, Y. B.,Wang,

15、W. CCD photometric monitoring of the BL Lacertae object S5 0716+714 from 2001 to 2006: The Astronomical Journal, 2008, 136,1846Zhang, X., Zheng, Y. G., Zhang, L., Zhang, H. J. Optical CCD photometry of the variability

16、 of the BL acertae object ON231 in a low state,: Astron．Soc．Japan，2008, 60, 145Zhang, X., Zhao, G., Zheng, Y. G., Ma, L. CCD Photometry and Optical Variability of Gamma-Ray-Loud Blazarsertae Object OJ 287 in a Low Fain

17、ter St ate The Astronomical Journal. 2007, 133, 1995 Zhang, X., Zhao, G. Optical monitoring three sample of gamma-ray-loud Blazarsertae in 1999-2002 The Astronomical Journal, 2004, 128, 1929Zhang, X., Chang, K. S., Z

18、hao, G., Hu, S. M, Correlation between the gamma-ray and the near-infrared emissions from gamma-ray-loud blazers in the low state ASTROPHYS AND SPACE SCI, 2003, 286, 323Zhang, X., Xie, G. Z., Zhao, G., CCD photometry a

19、nd long-term optical variability of 3C345 ASTROPHYS AND SPACE SCI, 2000, 271, 1Zhang, X. , Xie, G. Z. A historical light curve of 3C345 and its periodic analysis ASTRONOMY AND ASTROPHYS , 1998, 330, 469Zhang,

20、X., Xie, G. Z., Zhao, G., A study of the massive black hole in the center of the Blazars object Mark 421, ACTA PHYS SIN-CH ED, 2000, 49, 379Zhang, X., Zhao, G., Xie, G. Z., Gamma-ray and X-ray emission from gamma-ray-

21、loud blazars CHINESE PHYSICS, 2001, 10, 568,第一作者教材、教參、譯著、專著共15部，,最具代表性的書有：1、《物理實驗設計與研究》科學出版社，32萬字，2001年出版，張雄、王黎智、馬力、伊繼東 編著。獲云南省教育廳2002年優(yōu)秀著作獎。2、《物理實驗手冊》云南科技出版社，26萬字，1999年出版， [英] F. 泰勒 著，張雄、伊繼東等譯。3、《分光儀上的設計與綜合性物理實驗研究》，科

22、學出版社，17.7萬字，2009年出版，張雄 等編著。獲云南省教育廳2011年優(yōu)秀著作獎。4、《大學物理實驗教程》，科學出版社，３０萬字，2008年出版，張雄。,（2）主持完成的代表性項目：,（1）張雄主持完成國家自然科學基金（1998年獲準，項目編號：19963001）2004年結題（2）張雄主持完成國家自然科學基金（2004年獲準，項目編號：10363002）2007年結題（3）張雄主持完成國家自然科學基金（2006年獲準，項

23、目編號：10663002）2009年結題（4）張雄主持完成國家自然科學基金（2007年獲準，項目編號：10763002）2010年結題（5）張雄主持完成國家教育部重點科學研究基金（2002年獲準，項目編號：2142 ）2005年結題，評價等級：優(yōu),（6）張雄主持完成云南自然科學基金（項目編號 97A017M）2000年結題，評價等級為：優(yōu)（7）張雄主持完成云南自然科學基金（項目編號 01A0028M）2005年結題，評價等級為：優(yōu)

24、（8）張雄主持完成 云南師范大學與云南天文臺合作建設省 級天體物理重點學科（ 項目編號：2004CD005 ） 2006年結題。評價等級：優(yōu)（9）張雄主持完成云南自然科學基金重點項目： Blazar的中心核結構與演化 （項目編號：2008CC011 ）， 2011年結題我校建校幾十年從未獲得過國家基金重點項目的資助，這次入圍答辯，希望得到大家支持。,（3）最具代表性的獎有：,1. 云南省人

25、民政府2001年度科學技術獎（自然科學類）一等獎；（謝光中第一，張雄排名第四）；2. 云南省人民政府2004年度科學技術獎（自然科學類）二等獎；（張雄排名第一）；3.云南省人民政府2010年度科學技術獎（自然科學類）二等獎；（張雄排名第一）；4.國家級優(yōu)秀教學成果二等獎 (2009年度國家教育部)（張雄排名第一）；,,5. 云南省人民政府2009年度云南省高等學校優(yōu)秀教學成果一等獎（張雄排名第一）；6. 云南省人民政府2007年

26、度云南省高等學校教學名師獎（張雄獨立)；7. 云南省人民政府2009年獲云南省教育功勛獎（張雄獨立）8. 云南省高等學校2004年度優(yōu)秀教學成果二等獎(云南省教育廳)（張雄排名第一）。,項目核心成員簡介,馬力 ，教授，博士，云南省中青年學術技術帶頭人后備人才，在國內外重要學術刊物上發(fā)表論文共10多篇，出版專著1部，獲獎成果共8項；目前主持承擔項目共2項；主要研究論文如下：Ma, L., Xie, G. 

27、;Z., Yi, T. F., Zhou, S. B., Li, K. H., Zhang, X., Dai, H. CCD photometry of five X-ray selected BL Lacertae objects, 2010, Ap&SS, 327, 35.Ma, L,Chen, Luo-En,Xie, &#

28、160;G. Z.,  Mei, Dong-Cheng. Effects of Redshift on the Classifying Criteria of BL Lacertae Objects. 2007, ChJAA, 7, 345.Ma, L.; Xie, G. Z.; Zhou, S. B.; Chen, L. E.; Di

29、ng, S. X.; Dai, H.; Wu, H.; Xie, Z. H. a New Analysis of the Medium-Timescale Periodicity in s5 0716+714, 2004, IJMPD, 13, 659.馬力主持完成有中國科學院“西部之光”1項目, 主持完成國家自然科學基金1項目。,項目核心成員簡介,鄭永剛 ，博士，副教授，

30、云南省中青年學術技術帶頭人后備人才，主持國家自然科學基金1項、省部級項目1項，在物理學主要刊物上發(fā)表學術論文6篇。主要的代表論文如下：1、Zheng, Y. G.; Zhang, X.; Bi, X. W.; Hao, J. M.; Zhang, H. J. Long-term optical spectra variability of BL

31、Lacertae object OJ 287，2008, MNRAS, 385, 823.2、 Zheng, Y. G.; Zhang, X.; Hu, S. M.., The broad band spectral index of blazars in a low state, 2007, Ap&SS, 310, 1.3、Zheng, Y. G.; Z

32、hang, X.; Bi, X. W., Optical Spectra of Four BL Lacertae Objects, 2007, PASP, 119, 477.,項目組合作人劉碧芳,中國科學院云南天文臺博士，日本京都大學博士后，德國洪堡學者，2004 年獲中國科學院百人計劃“引進海外杰出人才”支持，云南省學術與技術帶頭人?，F任國家天文臺研究員,博士生導師。從事致密天體的吸積理論研究。獲云南省人

33、民政府2008 年度自然科學二等獎（排名第一/唯一）。本項目承擔黑洞吸積理論與噴流研究工作。,合作人劉碧芳代表作：,(1) Author：Liu, B.F. & Taam, R.E. Title: Application of the Disk Evaporation Model to Active Galactic NucleiPubl.: ApJ, 2009, 707, 233-242(2) Author: Liu,

34、 B. F., et al.Title: The Existence of Inner Cool Disks in the Low/Hard State of Accreting Black Holes Publ.: ApJ, 2007, 671, 695(3) Author: Liu, B. F., et al.Title: An inner disk below the ADAF: the intermediate spec

35、tral state of black hole accretion Publ.: A&A, 2006, 454, L9(4) Author: Liu, B. F., et al. Title: Spectral state transitions in low-mass X-ray binaries - the effect of hard and soft irradiation Publ.: A&A, 20

36、05, 442, 555(5) Author: Liu, B. F., et al.Title: A cool disk in the Galactic CenterPubl.: A&A, 2004, 421, 659(6) Author: Liu, B. F., et al. Title: Spectra from a Magnetic Reconnection-heated Corona in Active Gal